(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料タンクを、内部の燃料を使い尽くさないと携帯機器から取り外すことのできないようにする燃料電池安全システム、および前記燃料電池安全システムを備える携帯機器の提供。【解決手段】燃料タンク１２を携帯機器の所定位置にロックするロック手段１０９と、燃料タンク１２内の燃料の有無を検出する燃料検出手段１２Ｂと、燃料検出手段１２Ｂが、燃料タンク１２内に燃料が残存していることを検出したときは、燃料電池ロック手段１０９をロックされた状態に保持し、燃料検出手段１２Ｂが、前記燃料が使用し尽くされたことを検知したときは、燃料電池ロック手段１０９によるロックを解除するロック開閉手段１１０とを備える燃料電池安全システム、および前記燃料電池安全システムを備える携帯機器。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池を電源とする携帯機器において前記燃料電池に燃料を供給する燃料タンクを少なくとも前記携帯機器の所定位置にロックするロック手段と、
前記燃料タンク内の燃料の有無を検出する燃料検出手段と、
前記燃料検出手段が、前記燃料タンク内に燃料が残存していることを検出したときは、前記ロック手段をロック状態に保持し、前記燃料検出手段が、前記燃料タンクの燃料が使用し尽くされたことを検知したときは、前記ロック手段のロックを解除するロック開閉手段とを
備えてなることを特徴とする燃料電池安全システム。
【請求項２】
燃料電池を電源とする携帯機器において前記燃料電池に燃料を補給する燃料タンクを少なくとも前記携帯機器の所定位置にロックするロック手段を備え、
前記燃料タンクが前記ロック手段によってロックされた状態において、前記燃料タンクの少なくとも一部が前記携帯機器の外壁を構成することを特徴とする携帯機器。
【請求項３】
前記燃料検出手段は、前記燃料タンクの液面高さを検出することにより、前記燃料タンクにおける燃料の有無を検出する請求項１に記載の燃料電池安全システム。
【請求項４】
前記燃料検出手段は、前記燃料タンクと前記燃料電池とを接続する流路に設けられてなり、前記流路における燃料の有無を検出して前記燃料タンク内における燃料の有無を検知する請求項１に記載の燃料電池安全システム。
【請求項５】
前記燃料検出手段は、前記燃料タンクの内部または前記携帯機器内に設けられてなる請求項１、３、および４の何れか１項に記載の燃料電池安全システム。
【請求項６】
前記燃料タンクは、前記燃料電池と一体に構成された燃料電池カセットであって、前記ロック手段は、前記燃料電池カセットを所定位置にロックするロック手段である請求項１、３、４、または５の何れか１項に記載の燃料電池安全システム。
【請求項７】
燃料電池を電源とする携帯機器であって、内部に燃料が収容された燃料タンクが少なくとも着脱可能に装着され、請求項１、３、４、または５に記載の燃料電池安全システムを備えてなることを特徴とする携帯機器。
【請求項８】
前記携帯機器は、カメラ機能を備えた携帯機器であって、前記燃料電池安全システムの備えるロック手段によって前記燃料タンクが所定位置にロックされると、少なくとも前記燃料タンクの一部が、グリップとして機能する請求項２または７に記載の携帯機器。
【請求項９】
前記グリップが、前記携帯機器の外壁として構成され、突起部を備える請求項２、７、または８に記載の携帯機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池安全システムおよび携帯機器に関し、特に、燃料が残存した状態の燃料電池や燃料タンクが廃棄されるのを防止できる燃料電池安全システムおよび前記燃料電池安全システムを備える携帯機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラ、ラップトップ型コンピュータやノートブック型コンピュータ、携帯電話などの携帯機器は、現在広く使用されている。
【０００３】
前記形態機器の電源としては、従来、アルカリマンガン電池などの一次電池、およびニッケル水素電池やリチウム電池などの二次電池などが一般的であった。
【０００４】
近年、これらの携帯機器をより長時間使用したいとの要求が高まって来たが、前記一次電池や二次電池は、これらの要求には充分には応えられなかった。
【０００５】
そこで、これらの電池パックよりも軽量、小型であって、長時間電力を供給できる電源として、燃料電池を用いた電源システムが注目されている。
【０００６】
このような電源システムとしては、たとえば発電用燃料が封入された燃料封入部と、外燃料封入部から供給される発電用燃料によって電力を発生させる発電モジュールとを備え、前記燃料封入部と前記発電モジュールとが互いに着脱可能に構成されている電源システムが提案された（特許文献１、２）。また、燃料電池本体と水素吸蔵ボンベと制御部と水素供給手段等とを有し、前記水素吸蔵ボンベが前記水素供給手段に対して着脱可能に設けられた機器搭載用燃料電池装置が提案された（特許文献３）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２８９２１１号公報
【特許文献２】
特開２００３−３６８７９号公報
【特許文献３】
特開平９−２１３３５９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの燃料電池の燃料としてはメタノールが一般的に使用されているので、たとえば使い捨て型の燃料封入部と前記燃料封入部が着脱可能に構成された発電モジュールとを備える電源システムにおいて、燃料が完全に使い尽くされないうちに前記燃料封入部が廃棄されると、内部に残存じていたメタノールによって環境が汚染されるという問題が生じると考えられる。
【０００９】
本発明は、前記問題点を解決することを目的とし、具体的には、前記電源システムのように携帯機器に着脱式に装着される燃料電池カセットや、燃料電池を電源とする携帯機器に着脱式に装着される前記燃料封入部のような燃料タンクを、内部の燃料を使い尽くさないと携帯機器から取り外すことのできないようにする燃料電池安全システム、および前記燃料電池安全システムを備える携帯機器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、燃料電池を電源とする携帯機器において前記燃料電池に燃料を供給する燃料タンクを少なくとも前記携帯機器の所定位置にロックするロック手段と、前記燃料タンク内の燃料の有無を検出する燃料検出手段と、前記燃料検出手段が、前記燃料タンク内に燃料が残存していることを検出したときは、前記ロック手段をロック状態に保持し、前記燃料検出手段が、前記燃料タンクの燃料が使用し尽くされたことを検知したときは、前記ロック手段のロックを解除するロック開閉手段とを備えてなることを特徴とする燃料電池安全システムに関する。
【００１１】
前記燃料電池安全システムは、燃料電池が携帯機器に固定され、燃料タンクのみが脱着可能な携帯機器において本発明を適用した例である。
【００１２】
前記燃料電池安全システムにおいては、前記燃料検出手段が、前記燃料タンク内に燃料が残存していることを検知している間は、前記燃料タンクは、前記ロック手段によって携帯機器にロックされた状態にあるから、前記携帯機器から取り外すことができない。
【００１３】
一方、前記燃料検出手段が、前記燃料タンクの燃料が使用し尽くされたことを検知すると、前記ロック開閉手段によって前記ロック手段によるロックが解除されるから、燃料タンクは前記携帯機器から自由に取り外すことができる。
【００１４】
したがって、内部に燃料が残存している燃料タンクを誤って携帯機器から取り外して廃棄することが防止される。
【００１５】
前記ロック手段は、前記燃料タンクを機械的な機構によってロックするものであってもよく、また、電磁力を利用してロックしたり、弾性を有する空気袋等の膨張力を利用してロックしたりするものであってもよい。
【００１６】
前記燃料検出手段は、前記燃料タンク内の燃料の液面高さを検出して、前記液面高さが０になったことを以って燃料が使用し尽くされたことを検出するものであってもよく、前記燃料タンク内における燃料の蒸気圧の変化から燃料の有無を検出するものであってもよく、また、燃料タンクの重量変化に基いて燃料の有無を検出するものであってもよい。
【００１７】
前記燃料検出手段は燃料タンクの内部に設けてもよく、前記燃料タンクの外側、即ち携帯機器の側に設けてもよい。
【００１８】
燃料は、燃料電池に通常に使用されるものであればよく、具体的にはメタノールなどが挙げられる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、燃料電池を電源とする携帯機器において前記燃料電池に燃料を補給する燃料タンクを少なくとも前記携帯機器の所定位置にロックするロック手段を備え、前記燃料タンクが前記ロック手段によってロックされた状態において、前記燃料タンクの少なくとも一部が前記携帯機器の外壁を構成することを特徴とする携帯機器に関する。
【００２０】
前記携帯機器においては、前記燃料タンクは、前記携帯機器にロックされた状態において前記携帯機器の外壁の一部を形成する。換言すれば、前記燃料タンクは、少なくとも一部が露出した状態で前記携帯機器にロックされる。したがって、前記携帯機器の筐体は、前記燃料タンク全体を覆うだけの大きさは不要であるから、よりコンパクトに構成できる。
【００２１】
前記ロック手段については請求項１のところで説明した通りである。
【００２２】
また、前記携帯機器としては、たとえばデジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話、デジタルカメラ付き携帯電話、ラップトップ型コンピュータ、およびノートブック型コンピュータなどが挙げられる。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、前記燃料検出手段が、前記燃料タンクの液面高さを検出することにより、前記燃料電池カセットまたは前記燃料タンクにおける燃料の有無を検出する燃料電池安全システムに関する。
【００２４】
前記燃料電池安全システムは、前記燃料タンクにおける燃料の液面高さから燃料の有無を判定しているから、燃料を使い尽くしたことの検出が確実に行われる。
【００２５】
燃料の液面高さを検出する方法としては、たとえば機械的に液面高さを検出する方法。電気的に液面高さを検出する方法、光学的に液面高さを検出する方法、および超音波によって液面高さを検出する方法などが挙げられる。
【００２６】
機械的に液面高さを検出する方法は、原理が簡単であり、しかも動作が確実であるという特長がある。機械的に液面高さを検出する方法としては、たとえば燃料の液面の上下に応じて上下するフロートと、前記フロートが燃料電池または燃料タンクの底部に接触したことを検出するフロート接触検出部とを用いて液面高さを検出する方法などがある。
【００２７】
前記液面高さ検出方法に使用される液面高さ検出装置としては、前記フロートが上下することにより作動するフリクト式液面スイッチなどが挙げられる。
【００２８】
また、前記燃料タンクの液面高さを電気的に検出する方法は、燃料検出手段から可動部分を殆どまたは完全に排除でき、機械的な故障が殆どないという特長を有する。
【００２９】
電気的に液面高さを検出する方法は、燃料タンクの内側または外側における燃料電池または燃料タンクの底部近傍の高さに電極を設けることにより実施できる。
【００３０】
電気的に液面高さを検出する方法には、たとえば前記電極間の静電容量を測定する方法がある。燃料タンクの燃料が使い尽くされると、前記電極の間の空間は、それまで燃料によって占められていたものが空気によって占められるようになるから、静電容量は急激に増加する。したがって、前記静電容量の給液な増加を検出することにより、燃料が空になったことを検出できる。
【００３１】
請求項４に記載の発明は、前記燃料検出手段が、前記燃料タンクと前記燃料電池とを接続する流路に設けられてなり、前記流路における燃料の有無を検出して前記燃料タンク内における燃料の有無を検知する燃料電池安全システムに関する。
【００３２】
前記携帯機器においては、前記流路において燃料が無くなれば、当然のことながら、前記流路の一方に接続された燃料タンクにも燃料が無いと考えられる。
【００３３】
そこで、前記流路における燃料の有無を検出することにより、前記燃料タンクにおける燃料の有無を知ることができると考えられる。
【００３４】
前記流路における燃料の有無は、たとえば光学的検出手段、超音波による検出手段、電気的検出手段、または機械的検出手段などにより検出できる。
【００３５】
光学的検出手段には、たとえばＬＥＤのような発光素子と受光素子とを、前記流路に対して同じ側、または反対側に配設した検出装置などがある。
【００３６】
電気的検出手段としては、たとえば、前記流路を間に挟むように配設された電極からなり、前記電極の間の静電容量の変化を測定するもの、および前記電極の間の電気抵抗の変化を測定するものなどがある。
【００３７】
請求項５に記載の発明は、前記燃料検出手段が、前記燃料タンクの内部または前記携帯機器内に設けられてなる燃料電池安全システムに関する。
【００３８】
前記燃料電池安全システムは、前記燃料タンク内の液面高さを直接に検出しているから、燃料タンク内の燃料の存否を確実に検知できる。また、前記燃料電池安全システムにおいて、前記燃料検出手段を携帯機器内に設ければ、前記燃料タンクを安価に構成できる。
【００３９】
請求項６に記載の発明は、前記燃料タンクは、前記燃料電池と一体に構成された燃料電池カセットであって、前記ロック手段は、前記燃料電池カセットを所定位置にロックするロック手段である燃料電池安全システムに関する。
【００４０】
前記燃料電池安全システムは、燃料電池カートリッジを着脱する形態の携帯機器に使用される燃料電池安全システムに本発明を適用した例である。
【００４１】
請求項７に記載の発明は、燃料電池を電源とする携帯機器であって、内部に燃料が収容された燃料タンクが少なくとも着脱可能に装着され、請求項１、３、４、または５に記載の燃料電池安全システムを備えてなることを特徴とする携帯機器に関する。
【００４２】
前記携帯機器においては、装着した燃料電池カセットまたは燃料タンク内に燃料が残存している間は、前記燃料電池安全システムの備えるロック手段によって前記燃料電池カセットまたは燃料タンクは前記携帯機器の所定位置にロックされた状態にあるから、前記燃料電池および燃料タンクを取り外すことはできない。一方、前記燃料を使い尽くすと、前記燃料電池安全システムにおいて前記ロック手段におけるロックが自動的に解除されるから、前記燃料電池カセットおよび燃料タンクを容易に取り外すことができる。
【００４３】
したがって、燃料電池カセットまたは燃料タンクを、燃料を完全に使い切らない状態で誤って前記携帯機器から取り外して廃棄することが防止される。
【００４４】
携帯機器については、請求項２のところで説明した通りである。
【００４５】
請求項８に記載の発明は、前記携帯機器が、カメラ機能を備えた携帯機器であって、前記燃料電池安全システムの備えるロック手段によって前記燃料タンクが所定位置にロックされると、少なくとも前記燃料タンクの一部が、グリップとして機能する携帯機器に関する。
【００４６】
カメラ機能を備えた携帯機器で撮影するときは、携帯機器がぶれないように、撮影者が前記携帯機器を確実に把持できることが好ましい。
【００４７】
前記携帯機器においては、ロック手段によって携帯機器の所定位置にロックされた燃料タンクが前記携帯機器のグリップとしても機能するから、撮影者が前記燃料タンクの部分を保持すれば、撮影時に前記携帯機器がぶれるのを防止できる点で好ましい。
【００４８】
カメラ機能を有する携帯機器としては、たとえばデジタルカメラおよびデジタルカメラ付き携帯電話などが挙げられる。
【００４９】
請求項９に記載の発明は、前記グリップが、前記携帯機器の外壁として構成され、突起部を備える携帯機器に関する。
【００５０】
前記携帯機器においては、前記ロック手段でロックされた燃料タンクは、前記携帯機器のグリップ部を形成するだけでなく、外壁の一部も形成する。換言すれば、前記燃料タンクは、少なくとも一部が露出した状態で前記携帯機器にロックされる。したがって、前記携帯機器の筐体は、前記燃料タンク全体を覆うだけの大きさは不要であるから、よりコンパクトに構成できる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
１．実施形態１
本発明に係る携帯機器の一例であるデジタルカメラの正面から見た外観を図１に、背面から見た外観を図２に示す。
【００５２】
図１および図２に示すように、実施形態１に係るデジタルカメラ１０の正面中央部には撮影レンズ２６が、正面の向かって右上部に閃光装置３２が設けられ、上面には、シャッターボタン５４が設けられている。
【００５３】
デジタルカメラ１０の撮影レンズ２６を挟んで閃光装置３２の反対側には、円筒面状の壁面を有する凹陥部であるカセット取付部１００Ａが設けられ、カセット取付部１００Ａの下方にはソケット１７が設けられている。但し、図１においては、ソケット１７は燃料電池カセット１１の陰になっているので図示されていない。デジタルカメラ１０の電源である燃料電池カセット１１は、側面がカセット取付部１００Ａに接するようにソケット１７に装着される。燃料電池カセット１１は、デジタルカメラ１０の上面に設けられた蓋１０８によってソケット１７から脱落しないように保持されている。
【００５４】
蓋１０８は、デジタルカメラ１０の筐体１００に蝶番１０７で回動可能に取りつけられている。筐体１００の内部における蓋１０８の自由端近傍には、蓋１０８を閉じた状態でロックするロック装置１０９が設けられている。ロック装置１０９は、本発明に係る燃料電池安全システムにおけるロック手段に相当する。
【００５５】
デジタルカメラ１０の回路構成を示すブロック図を図３に示す。
【００５６】
デジタルカメラ１０における撮影レンズ２６の内側には、シャッタ２８及びＣＣＤ撮像素子３０が設けられている。
【００５７】
撮影レンズ２６及びシャッタ２８を経由してＣＣＤ撮像素子３０上に結像された被写体像は、ＣＣＤ撮像素子３０によってアナログ画像信号に変換される。ここで、シャッタ２８によって、ＣＣＤ撮像素子３０からアナログ画像信号が読み出される際のスミアの発生が抑制される。
【００５８】
また、デジタルカメラ１０のストロボ部１０４には閃光装置３２が備えられている。この閃光装置３２は、低照度時、又は低照度時以外の必要時に閃光を発光し、被写体に補助光を照射する。
【００５９】
また、デジタルカメラ１０には、アナログ信号処理部３４、Ａ／Ｄ変換部３６、デジタル信号処理部３８、テンポラリメモリ４０、圧縮伸長部４２、内蔵メモリ（又はメモリカード）４４、画像モニタ４６、及び駆動回路４８が備えられている。
【００６０】
ＣＣＤ撮像素子３０は、駆動回路４８内のタイミング発生回路（図示省略）によって発生されたタイミングで駆動され、アナログ画像信号を出力する。また、駆動回路４８には、撮影レンズ２６のズーム駆動の駆動源であるズームモータ３１、撮影レンズ２６のフォーカス駆動の駆動源であるフォーカスモータ３３、シャッタ２８の駆動源であるシャッタモータ３５、絞り２９の駆動源である絞りモータ３７等を駆動する駆動回路も含まれている。
【００６１】
ＣＣＤ撮像素子３０から出力されたアナログ画像信号は、アナログ信号処理部３４でアナログ信号処理され、Ａ／Ｄ変換部３６でＡ／Ｄ変換され、そして、デジタル信号処理部３８でデジタル信号処理される。デジタル信号処理されたデジタル画像データは、テンポラリメモリ４０に一時的に格納される。
【００６２】
テンポラリメモリ４０に格納されたデジタル画像データは、圧縮伸長部４２で圧縮されて内蔵メモリ（又はメモリカード）４４に記録される。尚、撮影モードによっては、圧縮の過程を省いて内蔵メモリ４４に直接記録しても良い。そして、テンポラリメモリ４０に格納されたデジタル画像データは画像モニタ４６に読み出され、画像モニタ４６に被写体像が映し出される。
【００６３】
また、デジタルカメラ１０には、デジタルカメラ１０全体の制御を司るＣＰＵ５０、ズーム操作スイッチ等を含む操作スイッチ群５２、及びシャッタボタン５４が備えられている。操作スイッチ群５２を操作して所望の撮影状態に設定し、シャッタボタン１０６を押下することによって、写真撮影が行われる。
【００６４】
また、デジタルカメラ１０には、２次電池５１、コンバータ５３、及び燃料電池１６が備えられており、デジタルカメラ１０を構成する各部は、２次電池５１にバッファされた電気エネルギーで作動される。この２次電池５１にバッファされた電気エネルギーが不足していると、ＣＰＵ５０は、コンバータ５３を作動させて燃料電池１６を発電させる。そして、燃料電池１６から電気エネルギーが供給されて２次電池５１の充電が完了すると、コンバータ５３の作動を停止させて燃料電池１６の発電を停止させる。
【００６５】
さらに、デジタルカメラ１０には、駆動検出部５５、パラメータ記憶部５７、不揮発メモリ５９が備えられている。駆動検出部５５は、ズームモータ３１、フォーカスモータ３３等の駆動部が駆動されたこと、又は画像モニタ４６の表示時間等を検出する。
【００６６】
パラメータ記憶部５７には、ズームモータ３１、フォーカスモータ３３、又はストロボ等の１度の駆動によって、又は画像モニタ４６の所定時間の表示によって消費される電気エネルギーを発電させるだけの燃料の量のパラメータテーブルが記憶されている。
【００６７】
不揮発メモリ５９には、駆動検出部５５によってズームモータ３１等の駆動部が駆動されたことが検出されると、各駆動部の駆動回数、及び画像モニタ４６の表示時間が記憶される。なお、デジタルカメラ１０の電源がオフになっても、不揮発メモリ５９から駆動記録が消えることはない。
【００６８】
ＣＰＵ５０は、不揮発メモリ５９から駆動記録を読み出し、パラメータ記録部５７から各駆動部の駆動によって消費される燃料の量を読み出し、これらを乗じて燃料電池１６で消費された累積消費量を演算する。
【００６９】
そして、ＣＰＵ５０は、この累積消費量が所定量になると、燃料供給・水排出装置８２を駆動させ、燃料電池１６内で消費された分のメタノールを燃料貯留部１２から燃料電池１６の燃料極側に供給する。
【００７０】
図３に示すように、デジタルカメラ１０の背面には、ファインダ５６、ファインダＬＥＤ５８、撮影／再生モード選択スイッチ６０、充電モード選択スイッチ６１、撮影モード選択ダイヤル６２、マルチファンクションの十字キー６４、カメラの動作モードや十字キー６４の機能等を文字やアイコンで表示するドットマトリクスの液晶表示機６６、バックスイッチ６８、メニュー／ＯＫスイッチ７０、画像モニタ４６、及びスピーカ７２等が設けられている。
【００７１】
また、デジタルカメラ１０の上面には、電源スイッチ７４及びシャッターボタン５４が設けられ、デジタルカメラ１０の側面には、音声／映像（Ａ／Ｖ）出力端子７６、デジタル（ＵＳＢ）端子７８、及びＤＣ入力端子８０が設けられている。
【００７２】
デジタルカメラ１０は、撮影／再生モード選択スイッチ６０によって撮影モード、又は再生モードが選択できるようになっており、撮影モード時には撮影モード選択ダイヤル６２によってマニュアル撮影、オート撮影、動画、ボイスレコーダー等の各モードが選択できるようになっている。尚、ボイスレコーダは、音声のみを記録するモードである。
【００７３】
また、デジタルカメラ１０は、充電モード選択スイッチ６１によって充電モードが選択できるようになっており、充電モード時には燃料電池１６によって発電が行われ、２次電池５１が充電される。尚、充電モード時以外にも燃料電池１６の発電は行うが、この点については後述する。
【００７４】
画像モニタ４６は、電子ビューファインダとして使用できると共に、内蔵メモリ（又はメモリカード）４４から読み出した再生画像等を表示することができる。また、画像モニタ４６は、撮影可能コマ数や再生コマ番号の表示、ストロボ発光の有無、マクロモード表示、記録画質（クオリティー）表示、画素数表示等の情報も表示され、更に各種のメニュー等がメニュー／ＯＫボタン７０や十字キー６４の操作に応じて表示される。
【００７５】
燃料電池カセット１１は、図２に示すように略円柱状であり、内部は、燃料のメタノールが収容される燃料タンク１２と、燃料タンク１２内部のメタノールによって発電する燃料電池１６とに区分されている。
【００７６】
燃料タンク１２の内部には、メタノールを燃料電池１６に供給するメタノール供給管１２Ａが設けられている。メタノール供給管１２Ａは屈曲自在な管であり、後述するソケット１７に装着されると、燃料供給・水排出装置８２における燃料供給ポンプ８２Ａに接続される。燃料供給ポンプ８２Ａは、ＣＰＵ５０からの指示に基づいて燃料タンク１２から燃料電池１６にメタノールを移送する機能を有する。
【００７７】
メタノール供給管１２Ａの先端部には液面センサー１２Ｂが設けられている。液面センサー１２Ｂは、フロートの位置からメタノールの液面を検知する液面センサーである。液面センサー１２Ｂは、本発明に係る燃料電池安全システムにおける燃料検出手段に相当する。
【００７８】
燃料電池１６の内部は、プロトン導電膜１６Ｐによって燃料極室１６Ａと空気極室１６Ｂとの２つに区画されている。
【００７９】
プロトン導電膜１６Ｐの燃料極室１６Ａ側の面には燃料極１６Ｃが、空気極室１６Ｂ側の面には空気極１６Ｄが設けられている。メタノールは、燃料供給ポンプ８２Ａによって燃料極室１６Ａに供給される。
【００８０】
空気極室１６Ｂには、プロトン導電膜１６Ｐを通過したプロトンと反応するための空気を取り入れる空気取り入れ口１６Ｅが設けられている。空気極室１６Ｂには、更に、プロトンと空気中の酸素とが反応して生成した水を排出する配水管１６Ｆが設けられている。
【００８１】
燃料電池１６の底面には、図４に示すように、電力供給ピン１６Ｇ、電力供給ピン１６Ｈ、液面検知出力ピン１６Ｉ、液面検知出力ピン１６Ｊ、および配水管１６Ｆが突設されている。電力供給ピン１６Ｇは燃料極１６Ｃに、電力供給ピン１６Ｈは空気極１６Ｄにそれぞれ接続されている。また、液面検知出力ピン１６Ｉおよび液面検知出力ピン１６Ｊは、液面センサー１２Ｂに接続されている。
【００８２】
ソケット１７には、電力供給ピン１６Ｇおよび電力供給ピン１６Ｈが挿入される電力供給ピン挿入口１７Ａおよび電力供給ピン挿入口１７Ｂと、液面検知出力ピン１６Ｉおよび液面検知出力ピン１６Ｊが挿入される液面検知出力ピン挿入口１７Ｃおよび液面検知出力ピン挿入口１７Ｄと、配水管１６Ｆが挿入される排水口１７Ｅとが設けられている。電力供給ピン挿入口１７Ａおよび電力供給ピン挿入口１７Ｂはコンバータ５３に接続され、排水溝１７Ｅは燃料供給・水排出装置８２における水排出装置８２Ｂに連通している。また、液面検知出力ピン挿入口１７Ｃおよび液面検知出力ピン挿入口１７Ｄとは、ロック装置１０９を制御するロック装置制御部１１０において前段に設けられたプリアンプ１１０Ａに接続されている。
【００８３】
燃料電池カセット１１をソケット１７に装着すると、前述のように燃料電池カセット１１における電力供給ピン１６Ｇおよび電力供給ピン１６Ｈは、それぞれ電力供給ピン挿入口１７Ａおよび電力供給ピン挿入口１７Ｂに挿入され、液面検知出力ピン１６Ｉおよび液面検知出力ピン１６Ｊは、それぞれ液面検知出力ピン挿入口１７Ｃおよび液面検知出力ピン挿入口１７Ｄに挿入される。
【００８４】
これにより、燃料電池１６がデジタルカメラ１０と電気的に接続されるとともに、配水管１６Ｆは水排出装置８２に連通する。したがって、燃料電池１６で発電された電力がコンバータ５３に供給されるとともに、燃料電池１６で副生した水は、配水管１６Ｆおよび排水口１７Ｅを通って水排出装置８２Ｂに排出される。
【００８５】
また、液面センサー１６Ｂの信号は、プリアンプ１１０Ａに送られ、プリアンプ１１０Ａで増幅され、ロック装置制御部１１０において後段に設けられたドライバ増幅器１１０Ｂに送られる。ドライバ増幅器１１０Ｂは、入力された信号に基いてロック装置１０９をロックし、またはロックを解除する。ロック装置制御部１１０は、本発明に係る燃料電池安全システムにおけるロック開閉手段に相当する。
【００８６】
ロック装置１０９は、一端部がＬ字型に屈曲し、他端部が、デジタルカメラ１０の筐体１００内部に軸着されたロック部材１０９Ａを有している。ロック部材１０９Ａは、図２において実線で示すように、Ｌ字型に屈曲した先端部がカセット取付部１００Ａの表面から蓋１０８の自由端に向かって突出するようにバネ１０９Ｂで付勢されている。ロック装置１０９は、また、図２において二点鎖線で示すようにロック部材１０９Ａを吸着してバネ１０９Ｂの付勢方向とは反対方向、即ち蓋１０８から遠ざかる方向に回動させる電磁石１０９Ｃが設けられている。
【００８７】
ドライバ増幅器１１０Ｂは、入力された信号に基いて電磁石１０９Ｃを励磁し、または電磁石１０９Ｃの励磁を解除することにより、ロック装置１０９をロックし、またはロックを解除する。
【００８８】
実施形態１に係るデジタルカメラ１０の作用について以下に説明する。
【００８９】
図５において（Ａ）に、燃料電池カセット１１を未装着の状態を示す。図３において、１０８Ａは、蓋１０８においてロック部材１０９Ａの尖端部が嵌入する凹陥部である。この状態においては、電磁石１０９Ｃは励磁されていないので、ロック部材１０９Ａは、バネ１０９Ｂからの付勢力により、図３における反時計回り方向に回動した状態にあり、先端部がカセット取付部１００Ａから突出している。
【００９０】
図５において（Ｂ）に示すように、デジタルカメラ１０のカセット取付部１００Ａに燃料電池カセット１１を装着し、燃料電池カセット１１のピンをソケット１７に差し込んで蓋１０８を閉じる。
【００９１】
このときも、未だ電磁石１０９Ｃは励磁されてはいないから、ロック部材１０９Ａは、バネ１０９Ｂからの付勢力により、図３における反時計回り方向に回動した状態にある。したがって、蓋１０８を閉じると、一旦、ロック部材１０９Ａの先端部が蓋１０８に押されてカセット取付部１００Ａから引っ込むことにより、（Ｂ）に示すように蓋１０８が閉じる。蓋が閉じた状態においては、バネ１０９Ｂの付勢力により、ロック部材１０９Ａの先端が蓋１０８の凹陥部１０８Ａに嵌入して蓋１０８がロックされる。これによって、燃料電池カセット１１は筐体１００に固定される。
【００９２】
燃料電池カセット１１が筐体１００に装着されると、信号出力ケーブル１１０Ｇがプリアンプ１１０Ａに接続され、液面センサー１２Ｂからの信号がプリアンプ１１０Ａおよびドライバ増幅器１１０Ｂに入力される。
【００９３】
燃料電池カセット１１の燃料タンク１２中にメタノールが残存している間は、液面センサー１２Ｂはメタノールと接触しているから、メタノールの液面を検知した旨の信号をプリアンプ１１０Ａに入力する。前記信号は、プリアンプ１１０Ａで増幅されてドライバ増幅器１１０Ｂに入力される。
【００９４】
ドライバ増幅器１１０Ｂにおいては、前記信号が入力されている間は、電磁石１０９Ｃを励磁しないから、蓋１０８は、図３において（Ｂ）に示すように、ロック部材１０９Ａによってロック状態にある。したがって、燃料タンク１２内にメタノールが残存した状態の燃料電池カセット１１は、筐体１００から取り外すことができないから、このような燃料電池カセット１１が誤って廃棄されることが防止される。
【００９５】
燃料タンク１２内のメタノールが使用し尽くされると、液面センサー１２Ｂは、もはやメタノールとは接触しなくなるから、メタノールの液面を検知しない旨の信号をプリアンプ１１０Ａに入力する。前記信号は、プリアンプ１１０Ａで増幅されてドライバ増幅器１１０Ｂに入力される。
【００９６】
ドライバ増幅器１１０Ｂにおいては、前記信号が入力されると、電磁石１０９Ｃを励磁する。これにより、図５において（Ｃ）に示すように、ロック部材１０９Ａは、バネ１０９Ｂの付勢力に抗して時計回り方向に回動し、先端部が筐体１００の内側に引き込む。したがって、蓋１０８のロックが解除されるから、（Ｃ）において二点鎖線で示すように蝶番１０７を中心に蓋１０８を回動させて燃料電池カセット１１を取り出すことができる。
【００９７】
実施形態１に係るデジタルカメラ１０においては、上述のように、装着した燃料電池カセット１１の内部にメタノールが残っている間は、ロック装置１０９によって蓋１０８がロックされた状態にあるから、燃料電池カセット１１を取り外すことはできない。したがって、内部にメタノールが残存した燃料電池カセット１１を誤って廃棄することが防止される。
【００９８】
また、燃料電池カセット１１は、デジタルカメラ１０に半分露出した状態で装着されるから、筐体１００は、燃料電池カセット１１全体を覆うだけの大きさは不要である。したがって、デジタルカメラ１０がコンパクトに構成できる。
【００９９】
さらに、デジタルカメラ１０に燃料電池カセット１１を装着した状態においては、燃料電池カセット１１の外部に露出した部分が、撮影レンズ２６の近傍に、縦方向の円筒状の突起部を形成するが、前記円筒形状の突出部は、撮影時には、撮影者が把持するための安定なグリップになる。
【０１００】
２．実施形態２
本発明に係る携帯機器に包含されるデジタルカメラの別の例について外観を図６に示す。図６において、図１〜図５と同一の符合は、特に断らない限り、前記符合が図１〜図５において示す構成要素と同一の要素を示す。
【０１０１】
図６に示すように、実施形態１に係るデジタルカメラ２０の正面中央部には撮影レンズ２６が、正面の向かって右上部に閃光装置３２が設けられ、上面には、シャッターボタン５４が設けられている。
【０１０２】
デジタルカメラ２０の撮影レンズ２６を挟んで閃光装置３２の反対側には、円筒面状の壁面を有する凹陥部であるカセット取付部２００Ａが設けられ、カセット取付部２００Ａに燃料タンク１２が装着されている。燃料タンク１２は、デジタルカメラ２０の上面に設けられた蓋２０８によって脱落しないように保持されている。
【０１０３】
筐体２００の内部における蓋２０８の自由端近傍には、蓋２０８を閉じた状態でロックするロック装置２０９が設けられている。ロック装置２０９は、本発明に係る燃料電池安全システムにおけるロック手段に相当する。
【０１０４】
燃料カセット１２の内部構造、ロック装置２０９の構成、およびカセット取付部２００Ａの概略を図７に示す。
【０１０５】
燃料タンク１２は、図７に示すように。略円柱状であり、上面には通気孔１２Ｄが設けられている。通気孔１２Ｄは、燃料タンク１２が減圧にならないようにするための弁である。
【０１０６】
燃料タンク１２内部には、メタノールを燃料電池に供給するメタノール供給管１２Ａが設けられている。メタノール供給管１２Ａは屈曲自在な管であり、先端部には液面センサー１２Ｂが設けられている。液面センサー１２Ｂは、実施形態１に係る燃料電池カセット１１における液面センサー１２Ｂと同様の液面センサーであり、本発明に係る燃料電池安全システムにおける燃料検出手段に相当する。燃料タンク１２をデジタルカメラ２０に装着すると、メタノール供給管１２Ａは、デジタルカメラ２０側のメタノール供給管路１６Ａに接続される。メタノール供給管路１６Ａは燃料電池１６に連通する。
【０１０７】
液面センサー１２Ｂの信号は、デジタルカメラ２０の内部に設けられ、ロック装置１０９を制御するロック装置制御部２１０における前段に位置するプリアンプ２１０Ａに送られ、プリアンプ２１０Ａで増幅されて、ロック装置制御部２１０における後段に位置するドライバ増幅器２１０Ｂに送られる。ドライバ増幅器２１０Ｂは、入力された信号に基いてロック装置２０９をロックし、またはロックを解除する。プリアンプ２１０Ａおよびドライバ増幅器２１０Ｂは、実施形態１に係るデジタルカメラ１０の有するプリアンプ１１０Ａおよびドライバ増幅器１１０Ｂと同様であり、本発明に係る燃料電池安全システムにおけるロック開閉手段に相当する。
【０１０８】
ロック装置２０９は、ロック部材２０９Ａとバネ２０９Ｂと電磁石２０９Ｃとを有するが、ロック部材２０９Ａ、バネ２０９Ｂ、電磁石２０９Ｃは、それぞれ実施形態１に係るデジタルカメラ１０の有するロック部材１０９Ａ、バネ１０９Ｂ、電磁石１０９Ｃと同一である。また、作用も実施形態１に係るデジタルカメラ１０の有するロック装置１０９と同一である。
【０１０９】
図８〜図１０に液面センサーの別の例を示す。
【０１１０】
図８は、カセット取付部２００Ａに設けた１対の電極１２１の間の静電容量の変化からメタノールの液面の高さを検知する例であり、図９は、燃料タンク１２の内部に設けた１対の電極１２２の間の静電容量の変化からメタノールの液面の高さを検知する例である。
【０１１１】
図１０は、デジタルカメラ２０側のメタノール供給管路２１２に液面センサー１２３を設けた例である。
【０１１２】
図８の例においては、燃料タンク１２にメタノールが満杯の状態のときは、燃料タンク１２と凹陥部２１０Ａとの間の微小な空間に存在する空気層を除いては、電極１２１の間はメタノールで占められた状態にある。ここで、メタノールは空気よりも誘電率が小さいから、電極１２１の間の静電容量も小さい。
【０１１３】
燃料タンク１２内のメタノールが減少し、メタノールの液面高さが電極１２１の高さよりも小さくなると、電極１２１の間の静電容量は増加する。そして、燃料タンク１２が空になると、電極１２１の間は空気で占められるようになるから、電極１２１の間の静電容量は一定になる。
【０１１４】
したがって、ドライバ増幅器２１０Ｂにおいては、電極１２１の間の静電容量が増加後、一定になった時点を以って燃料タンク１２が空になったと判定して電磁石２０９Ｃを励磁し、ロック装置２０９におけるロックを解除すればよい。
【０１１５】
以上説明した事項は、図９に示す例においても同様である。
【０１１６】
図１０に示す例においては、燃料タンク１２中にメタノールが存在する間は、メタノール供給管路１６Ａをメタノールが流通しているから、液面センサー１２３はメタノールを検出する。
【０１１７】
一方、燃料タンク１２が空になると、メタノール供給管路１６Ａにはメタノールが流通しなくなるから、液面センサー１２３はメタノールを検出しない。
【０１１８】
したがって、ドライバ増幅器２１０Ｂにおいては、液面センサー１２３がメタノールを検出しなくなった時点を以って燃料タンク１２が空になったと判定して電磁石２０９Ｃを励磁し、ロック装置２０９におけるロックを解除すればよい。
【０１１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、燃料電池を電源とする携帯機器において、内部の燃料を使い尽くさなければ、装着された燃料電池カセットや燃料タンクが脱着できないようにする燃料電池安全システム、および前記燃料電池安全システムを備える携帯機器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施形態１に係るデジタルカメラを正面から見た外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施形態１に係るデジタルカメラを裏面から見た外観を示す斜視図である。
【図３】図３は、実施形態１に係るデジタルカメラの回路配置の概要を示すブロック図である。
【図４】図４は、図１に示すデジタルカメラに装着される燃料電池カセットの内部構造、前記デジタルカメラが備えるロック装置の構成、および燃料電池カセットをデジタルカメラに装着する装着部の構成を示す概略図である。
【図５】図５は、図１に示すデジタルカメラに燃料電池カセットが装着されていない状態、燃料電池カセットが装着されて蓋がロックされた状態、および蓋のロックが開場された状態におけるカセット取付部、蓋、およびロック装置の相対的な位置関係を示す概略図である。
【図６】図６は、実施形態２に係るデジタルカメラの外観を示す斜視図である。
【図７】図７は、図４に示すデジタルカメラに装着される燃料カセットの内部構造、前記デジタルカメラが備えるロック装置の構成、および燃料カセットをデジタルカメラに装着するカセット取付部の構成を示す概略図である。
【図８】図８は、図６に示すデジタルカメラにおいて、液面センサーとしてカセット取付部に設けられた１対の電極間の静電容量の変化を測定する例を示す概略図である。
【図９】図９は、図６に示すデジタルカメラにおいて、液面センサーとして燃料カセット内部に設けられた１対の電極間の静電容量の変化を測定する例を示す概略図である。
【図１０】図１０は、図６に示すデジタルカメラにおいて、液面センサーとして、燃料カセットからデジタルカメラ内の燃料電池にメタノールを供給する燃料供給管路に設けた液面センサーを用いた例を示す概略図である。
【符号の説明】
１０          デジタルカメラ
２０          デジタルカメラ
１２Ｂ        液面センサー
１０８        蓋
１０９        ロック装置
１０９Ａ      ロック部材
１０９Ｃ      電磁石
１２１        電極
１２２        電極
１２３        液面センサー
２０８        蓋
２０９        ロック装置
２０９Ａ      ロック部材
２０９Ｃ      電磁石
【図１】
2005019016.tif 000003
【図２】
2005019016.tif 000004
【図３】
2005019016.tif 000005
【図４】
2005019016.tif 000006
【図５】
2005019016.tif 000007
【図６】
2005019016.tif 000008
【図７】
2005019016.tif 000009
【図８】
2005019016.tif 000010
【図９】
2005019016.tif 000011
【図１０】
2005019016.tif 000012